专题18 基因工程（复习课件）2026年高考生物二轮复习讲练测

SHENGWU 2026年高考 二轮复习讲练测 生物 上好课·精品资源 知识整合八 生物技术与工程 专题18 基因工程 智能导览·极速定位 Company profile 析·考情精解 01 构·知能架构 02 串·核心通络 03 破·题型攻坚 04 拓·素养提升 05 自查探针+核心串讲+能力进阶，三步掌握核心整合 核心整合一 基因工程的基本工具 串讲1 基因工程的三种基本工具 串讲2 DNA的粗提取与鉴定 核心整合二 基因工程的基本操作程序 和应用 串讲1 基因工程的基本操作程序 串讲2 基因工程的应用 串讲3 蛋白质工程 真题动向+命题预测，两步攻克高考题型 part one 析·考情精解 剖析考情动向，精研考点分布 01 01 析·考情精解 命题轨迹透视 考查题型：命题以选择题和非选择题（选修大题为主）结合呈现。 命题趋势：一是工具的细节辨析，如限制酶的切割位点特异性、DNA连接酶与DNA聚合酶的功能差异、载体必备的条件及常见载体（质粒、噬菌体）的特点；二是操作步骤的核心逻辑，重点考查基因表达载体的构建（核心步骤）、目的基因导入不同受体细胞（植物、动物、微生物）的方法差异及适用场景；三是检测与鉴定，围绕分子水平检测（DNA分子杂交、分子杂交、抗原-抗体杂交）和个体水平鉴定（抗虫、抗病等性状验证）的原理、流程及结果分析。 核心素养导向：生命观念上，通过基因表达载体构建与功能实现的关联，强化结构与功能观及基因控制性状的本质认知；科学思维上，常结合目的基因获取方案设计、受体细胞选择等情境，考查归纳推理与逻辑分析能力；科学探究上，聚焦基因工程相关实验设计与结果分析，考查实验原理应用、操作误差判断及方案优化能力。 高考命题风向 新情境：以基因编辑技术（CRISPR-Cas9）治疗遗传病为背景，考查目的基因的获取与导入；结合抗虫转基因作物培育、重组人胰岛素生产等产业应用，设问基因表达载体的构建要点；借助新冠疫苗（mRNA疫苗、重组蛋白疫苗）研发情境，关联基因转录、翻译及载体改造的核心知识，实现“情境载体—知识应用”的深度绑定。 新考法：聚焦技术关联，如将基因工程与细胞工程（植物组织培养、动物核移植）、胚胎工程结合，考查转基因生物培育的完整流程；侧重方案设计与分析，根据具体需求（如培育抗除草剂作物）设计基因工程方案，分析限制酶选择、受体细胞适配性等关键问题；强化误差分析，结合实验数据（如目的基因表达量差异）推断操作环节的异常原因，考查科学探究的严谨性。 新角度：考查不同生物的技术差异，如对比原核生物（大肠杆菌）与真核生物（酵母菌）作为受体细胞的优势与局限；分析启动子、终止子的序列功能对目的基因表达的影响，或辨析基因工程中标记基因的选择原则。 01 析·考情精解 考点频次总结 考点 2025年 2024年 2023年 基因工程的基本工具 江苏·T19　 湖南·T5 江西·T12 新课标·T6　 基因工程的基本操作程序 河南·T21　 安徽·T15 黑吉辽蒙·T25 河北·T22 山东·T25　 甘肃·T21 贵州·T21   全国乙·T38　全国甲·T38　 湖北·T4　 广东·T20　 基因工程的应用和蛋白质工程 陕晋宁青·T21　四川·T19　 云南·T21　 甘肃·T21　 河北·T5 广东·T11　 2026命题预测 2026年基因工程命题预测方向如下： 一、AI辅助基因编辑成高频考点，可能以Nature报道的AI设计基因编辑器为背景，考查基因编辑工具的优化原理、精度提升机制及实验设计逻辑。此外，桥接重组酶介导的兆碱基级基因组重排技术，或结合CRISPR与重组酶的融合系统，可能出技术探究题，要求分析大尺度基因编辑的突破价值。 二、产业应用实践类。农业领域可能围绕垂直农业基因模块创制早熟高产番茄、基因编辑民猪培育等案例，考查基因编辑在品种改良、粮食安全中的应用，结合载体构建、目的基因筛选等核心知识点。医疗领域大概率聚焦血友病B基因治疗药物上市等案例，考查基因治疗的载体选择、递送机制及临床应用评价。 三、伦理监管与社会影响类。可能以澳大利亚《基因技术修正条例2025》等政策为背景，探讨基因技术产业化中的监管适配性问题。同时，针对AI主导基因编辑研究的伦理边界、基因编辑技术的公平可及性等议题，设计论述题考查科技与伦理的平衡思维。 命题形式将侧重情境化材料分析，强调理论与实践结合，既考查基因编辑原理、载体构建等基础知识点，也注重评估对前沿技术的理解及社会责任感。 part TWO 构·知能架构 搭建知识网络，整合能力体系 02 02 构·知能架构 生物技术的安全性与伦理问题 操作程序 操作工具 基因工程 蛋白质工程 限制酶 DNA连接酶 载体（作为载体的条件） 应用 转基因产品的安全性 理性看待 伦理问题 禁止生殖性克隆 允许治疗性克隆 种类：致病菌类、病毒类、生化毒剂类 关注生殖性克隆 我国政府态度：不发展、不生产、不储存 生物武器 基因 改造现有蛋白质或制造新的蛋白质 目的基因的筛选与获取 农牧业、医药、食品工业 基因表达载体的构建 将目的基因导入受体细胞（方法） 目的基因的检测与鉴定 DNA的粗提取与鉴定 原理、试剂：二苯胺 操作对象 结果 设计流程 应用 农业、医药、其他 part THREE 串·核心通络 串讲核心考点，提炼方法技巧 03 (1)（2025 天津 T6）电泳分离DNA片段时，需用缓冲液配制琼脂糖凝胶( ) (2)（2025 湖南 T2 改编）DNA的粗提取与鉴定可用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细胞”( ) (3)（2025 河北 T5 改编）在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴后观察颜色以鉴定DNA（ ） (4)（24年贵州T13改编）不同的限制酶识别的DNA序列不同，但使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端( ) 03 串·核心通络 核心整合一  植物细胞工程 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 √ × √ √ 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 串讲1 基因工程的三种基本工具 03 串·核心通络 核心整合一  基因工程的基本工具 限制性内切核酸酶 DNA 连接酶（种类） 载体（特点） 作用：识别双链 DNA 分子的特定核苷酸序列，并使每一条链中特定部位的磷酸二酯键断开 使用方法：一般用相同限制酶切割载体和目的基因 ① E.coli DNA 连接酶 ② T4 DNA 连接酶 ① 能在细胞中进行自我复制，或整合到受体 DNA 上，随受体 DNA 同步复制 ② 有一个至多个限制酶切割位点 ③ 具有特殊的标记基因，便于重组 DNA 分子的筛选 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 串讲1 植物组织培养技术 03 串·核心通络 核心整合一  基因工程的基本工具 【易错一笔勾销】 1、误认为限制酶可切割任意DNA序列，或切割单链DNA。实则仅识别特定双链DNA回文序列，切割磷酸二酯键，不切割氢键。 2、混淆二者作用，认为均可连接DNA片段。实则DNA连接酶连接两个DNA片段，DNA聚合酶只能将脱氧核苷酸连接到已有DNA链上。 3、仅记住载体需有标记基因，忽略需具备复制原点（自主复制）、多个限制酶切点（便于插入目的基因）等关键条件。 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 串讲2 DNA的粗提取与鉴定 03 串·核心通络 核心整合一  基因工程的基本工具 原理 利用 DNA、RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异，提取 DNA，去除其他成分 DNA 性质 DNA 不溶于酒精，但某些蛋白质溶于酒精； DNA 能溶于 2 mol・L⁻¹ 的 NaCl 溶液 鉴定 在一定温度下，DNA 遇二苯胺试剂会呈现蓝色 步骤 研磨→过滤 (取上清液)→加入体积相等的、预冷的酒精 (体积分数为 95%)，静置 2~3 min→搅拌 (或离心)→取白色丝状物 (或沉淀物)→溶解→鉴定 DNA 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 串讲2 DNA的粗提取与鉴定 03 串·核心通络 核心整合一  基因工程的基本工具 【易错一笔勾销】 酒精使用易错 必须用预冷的体积分数 95% 酒精，常温酒精会降低 DNA 析出效率，未预冷易导致 DNA 断裂、杂质增多。 NaCl 浓度易错 DNA 仅在2 mol·L⁻¹ NaCl中溶解度高，浓度过低会使 DNA 提前析出，过高则无法有效去除杂质。 二苯胺鉴定易错 鉴定需沸水浴加热，未加热或温度不足会导致蓝色不明显，易误判为无 DNA。 过滤取液易错 过滤时应取上清液，若取沉淀会丢失大量 DNA，直接影响后续提取与鉴定结果。 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 03 串·核心通络 核心整合一  基因工程的基本工具 能力1 与DNA有关的几种酶的比较 酶种类 作用底物 作用部位 作用结果 限制酶 DNA分子 磷酸二酯键 将DNA切成两个或多个片段 DNA连接酶 DNA分子片段 磷酸二酯键 将两个DNA片段连接为一个DNA分子 DNA聚合酶 脱氧核苷酸 磷酸二酯键 以DNA单链为模板，将单个脱氧核苷酸依次连接到另一条短的单链末端 解旋酶 DNA分子 碱基对中的氢键 将双链DNA分子局部解旋为单链，形成两条长链 DNA水解酶 DNA分子 磷酸二酯键 将DNA片段水解为单个脱氧核苷酸 1.下面是3种限制性内切核酸酶对DNA分子的识别序列和剪切位点图(箭头表示切点，切出的断面为黏性末端)。下列叙述不正确的是(　 ) A．不同的限制酶有不同的识别序列和切割位点，体现了酶的专一性 B．限制酶2和3识别的序列都包含6个碱基对 C．限制性酶1和酶3剪出的黏性末端相同 D．能够识别和切割RNA分子内一小段核苷酸序列的酶只有限制酶2 D      自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 03 串·核心通络 核心整合一  基因工程的基本工具 限制酶只能识别特定的DNA序列，且具有专一性，因此三种限制酶均不能识别和切割RNA中的核糖核苷酸序列 (1)（2025 全国 T11 改编）PCR过程中解开双链的方法是用解旋酶处理（ ） (2)（2025 甘肃 T21）重组Ti质粒构建完成后，可通过农杆菌转化法将该质粒转入植物细胞（ ） (3)(2025 云南T21)构建的基因表达载体除启动子外，还必须有目的基因、终止子、标记基因。(　 　) 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 03 串·核心通络 核心整合二  基因工程的基本操作程序和应用 × √ √ 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 串讲1 基因工程的基本操作程序 03 串·核心通络 核心整合二  基因工程的基本操作程序和应用 操作步骤 关键操作细节 核心目的 易错点/难点提醒 目的基因的获取 1. 从基因文库中筛选； 2. PCR扩增（需引物、Taq酶、dNTP）；3. 人工合成（适用于短基因、已知序列） 获取完整、可表达的目的基因，为后续操作提供基础 1. PCR需热稳定DNA聚合酶，引物不能互补； 2. 基因组文库≠部分基因文库，前者含全部基因 基因表达载体的构建 1. 用相同/互补限制酶切割目的基因和载体；2. DNA连接酶连接（黏性末端用E·coli酶，平末端用T4酶）； 3. 构建含启动子、终止子、标记基因的重组载体 使目的基因在受体细胞中稳定存在、自主复制，且能表达和发挥作用 1. 核心步骤，直接决定实验成败； 2. 需避免质粒自连、目的基因反向连接（可采用双酶切） 将目的基因导入受体细胞 1. 植物：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法；2. 动物：显微注射法； 3. 微生物：Ca²⁺处理使细胞处于感受态 让目的基因进入受体细胞，完成扩增和后续表达的前提 1. 导入成功≠目的基因表达；2. 不同受体细胞选择对应方法，感受态细胞需新鲜制备 目的基因的检测与鉴定 1. 分子水平：DNA分子杂交（检测导入）、分子杂交（检测转录）、抗原-抗体杂交（检测翻译）； 2. 个体水平：性状观察、抗逆性检测等 确认目的基因是否成功导入、转录和表达，筛选出符合要求的受体细胞/个体 1. 三步分子检测层层递进，缺一不可； 2. 个体水平鉴定是最终验证手段，需排除干扰性状 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 串讲2 基因工程的应用 03 串·核心通络 核心整合二  基因工程的基本操作程序和应用 应用领域 核心原理 优势/注意事项 植物基因工程 将目的基因（如Bt毒蛋白基因、抗除草剂基因）导入植物细胞，使其稳定表达，获得优良性状 优势：提高产量、减少农药使用；注意：避免基因污染，关注食品安全与生态影响 动物基因工程 将目的基因导入动物受精卵或体细胞，培育转基因个体，或通过基因编辑修复缺陷基因 优势：生产药用蛋白效率高、治疗遗传性疾病；注意：伦理争议，需严格控制实验规范 微生物基因工程 改造微生物基因组，使其实表达目的基因，或赋予其降解特定物质、合成特定产物的能力 优势：繁殖快、成本低、易培养；注意：防止工程菌泄露，避免破坏自然微生物群落 基因治疗与诊断 利用基因编辑技术修复缺陷基因，或通过核酸分子杂交、PCR技术检测特定基因 优势：精准治疗遗传病、检测灵敏度高；注意：基因编辑的伦理边界，避免脱靶效应 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 串讲2 基因工程的应用 03 串·核心通络 核心整合二  基因工程的基本操作程序和应用 【易错一笔勾销】 1、误将抗虫棉的抗虫性状归为细胞质遗传，忽略基因污染风险，混淆抗虫与抗逆基因的作用。 2、混淆乳腺生物反应器与体细胞核移植的原理，误认为导入基因就一定能稳定表达。 3、忽视工程菌泄露对生态的影响，误将转基因微生物的产物直接用于医疗而不提纯。 4、混淆基因治疗与基因诊断的区别，忽略基因编辑的脱靶效应和伦理边界问题。 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 串讲3 蛋白质工程 03 串·核心通络 核心整合二  基因工程的基本操作程序和应用 核心内容/操作 关键原理 与基因工程的差异/注意事项 核心目标 改造现有蛋白质，或合成自然界不存在的新型蛋白质，满足特定需求 基因决定蛋白质的氨基酸序列，通过修饰基因来改变蛋白质结构与功能 基因工程：“从基因到蛋白质”（定向表达）； 蛋白质工程：“从蛋白质到基因”（反向设计） 基本操作步骤 预期蛋白质功能→设计氨基酸序列→推测基因序列→改造/合成基因→表达验证 遵循中心法则逆推，利用基因修饰、合成技术，实现蛋白质结构的定向改造 步骤比基因工程多“蛋白质结构设计、基因序列推测”，核心是基因的定向改造 关键难点 蛋白质空间结构预测困难、改造后可能丧失活性、基因修饰精准度要求高 蛋白质结构与功能高度相关，氨基酸序列的微小改变可能导致功能异常 难点集中在“设计环节”，需结合生物信息学技术，实验验证难度高于基因工程 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 串讲3 蛋白质工程 03 串·核心通络 核心整合二  基因工程的基本操作程序和应用 【易错一笔勾销】 误将蛋白质工程等同于基因工程，忽略其“从蛋白质到基因”的反向设计核心，混淆二者操作顺序。 误认为仅替换单个氨基酸就可优化功能，忽视氨基酸序列与蛋白质空间结构、活性的关联。 混淆DNA连接酶与DNA聚合酶的功能，误将平末端连接效率等同于黏性末端，忽略T4连接酶的特殊性。 仅关注蛋白质结构改造，忽视改造后蛋白质的活性检测，误判“改造成功”的标准。 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 03 串·核心通络 核心整合二  基因工程的基本操作程序和应用 能力1 限制酶与载体的精准选择 1、载体的精准选择 实验场景 首选载体 核心依据 关键提醒 微生物表达 （如大肠杆菌产胰岛素） 质粒 繁殖快、多拷贝、易培养，可快速扩增目的基因 需选用表达型质粒，含强启动子，保证目的基因高效表达 植物转基因 （如抗虫棉培育） Ti质粒 （农杆菌介导） 农杆菌可侵染植物细胞，T-DNA能转移并整合到植物基因组 仅适用于双子叶植物和裸子植物，单子叶植物需改用基因枪法 动物转基因 （如乳腺生物反应器） 动物病毒载体 侵染动物细胞效率高，可将目的基因整合到动物基因组 需提前改造病毒，去除致病基因，避免对受体细胞造成损伤 基因治疗 （人体细胞修饰） 腺病毒/逆转录病毒载体 能高效侵染人体细胞，实现目的基因稳定导入 逆转录病毒可整合入基因组，需防范插入突变风险 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 03 串·核心通络 核心整合二  基因工程的基本操作程序和应用 能力1 限制酶与载体的精准选择 2、单酶切与双酶切的核心对比 切割方式 优点 缺点 适用场景 单酶切 操作简单，无需考虑酶的兼容性 质粒自连率高，目的基因易反向连接，筛选难度大 初步构建、对目的基因连接方向无要求的实验 双酶切 彻底避免质粒自连，保证目的基因定向连接，筛选简便 操作复杂，需保证两种酶的缓冲液、反应温度兼容 精准构建、目的基因表达效率要求高的实验 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 03 串·核心通络 核心整合二 基因工程的基本操作程序和应用 1．（2025·云南昆明·模拟预测）以下是几种不同限制性内切核酸酶切割DNA分子后形成的部分片段。下列有关叙述正确的是（    ） A．切割产生①片段的限制酶识别序列由5个碱基对构成 B．限制酶只存在于原核生物，作用的化学键为磷酸二酯键和氢键 C．上述能进行连接的两个黏性片段，其连接后形成的DNA分子是 D．两个③片段只能被E.coli DNA连接酶催化连接形成重组DNA C      切割产生①片段的限制酶，识别的碱基序列为-CTGCAG-，由6个碱基对构成 限制酶主要是从原核细胞中分离纯化出来的，作用的化学键为磷酸二酯键 两个③片段属于平末端，只能被T4 DNA连接酶催化连接形成重组 DNA 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 03 串·核心通络 核心整合二  基因工程的基本操作程序和应用 能力2 基因表达载体的优化设计 优化维度 具体优化策略 核心优化目的 易错点/注意事项 启动子优化 1. 选择与受体细胞匹配的启动子（原核→乳糖操纵子启动子，真核→CMV启动子）；2. 选用强启动子，增强转录效率；3. 添加增强子，提升启动子活性 确保目的基因在受体细胞中高效、特异性转录，避免启动子不兼容导致的表达沉默 勿混淆原核与真核启动子，启动子与目的基因的距离需合理，否则影响转录效率 终止子优化 1. 选择适配受体细胞的终止子； 2. 避免终止子缺失或序列异常； 3. 添加poly(A)尾（真核载体），稳定mRNA 保证转录精准终止，防止出现异常长度的mRNA，减少对目的基因表达的干扰 原核载体无需添加poly(A)尾，终止子序列突变会导致转录通读，影响表达产物 目的基因优化 1. 优化密码子偏好性（适配受体细胞的密码子使用频率）； 2. 去除内含子（原核载体）； 3. 添加信号肽序列（分泌型蛋白表达） 提升目的基因的翻译效率，确保表达产物正确折叠、定位，减少异常蛋白产生 原核细胞无法剪切内含子，密码子优化需兼顾整体序列，不可仅替换单个密码子 标记基因优化 1. 选择筛选效率高的标记基因（如荧光基因、抗性基因）； 2. 避免标记基因与目的基因相互干扰； 3. 采用双标记基因，提升筛选准确性 快速、精准筛选出含重组载体的受体细胞，排除空质粒和未导入载体的细胞 抗性基因需与筛选培养基匹配，双标记基因需避免酶切位点重叠，防止被破坏 2．（2025·广东汕尾·一模）研究表明，COX-2基因与肿瘤细胞的迁移有关，科研人员通过构建COX-2基因表达载体（如图），用于进一步研究COX-2基因表达产物对肿瘤细胞迁移的作用机制。图中1链为转录的模板链，BamHⅠ、SacⅠ为限制酶识别序列，LacZ基因表达产物可使显色剂X-gal变蓝。下列说法正确的是（    ） A．通过PCR扩增COX-2基因片段，需要加入引物A和引物D B．为构建COX-2表达载体，需在与1链结合的引物的5'端添加BamHⅠ识别序列 C．在含氨苄青霉素的培养基中能生长的是含重组质粒的菌落 D．在含X-gal培养基中长出的蓝色菌落含重组质粒 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 03 串·核心通络 核心整合二 基因工程的基本操作程序和应用 B     DNA聚合酶是从引物的3''端进行延伸的，所以应该选择引物B和C扩增COX-2基因 也可能是空载质粒 在含X-gal培养基中长出的白色菌落含重组质粒 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 03 串·核心通络 核心整合二  基因工程的基本操作程序和应用 能力3 基因工程与其他技术的综合应用 综合应用场景 结合的核心技术 具体操作与核心逻辑 易错点/注意事项 转基因动植物培育 基因工程 + 胚胎工程（动物）/ 植物组织培养（植物） 先通过基因工程获得含目的基因的细胞，再利用胚胎工程（显微注射→胚胎移植）或植物组织培养，培育完整转基因个体，实现优良性状稳定遗传 动物转基因需导入受精卵，植物转基因后需脱分化、再分化，避免未分化细胞导入导致培育失败 药用蛋白高效生产 基因工程 + 蛋白质工程 + 微生物发酵工程 通过蛋白质工程设计优化药用蛋白结构，基因工程构建重组载体导入微生物，利用发酵工程大规模培养，提升蛋白产量与活性 需匹配微生物密码子偏好性，发酵条件需适配工程菌生长，避免蛋白折叠异常 遗传病精准治疗 基因工程 + 基因编辑技术 + 细胞工程 利用基因编辑技术修复缺陷基因，通过基因工程构建重组载体，结合细胞工程培养健康细胞，再移植回患者体内，实现精准治疗 关注基因编辑脱靶效应，避免编辑正常基因，严格遵循伦理规范，防止细胞移植排斥 抗逆作物培育 基因工程 + 植物细胞工程 + 诱变育种 通过诱变育种获得潜在抗逆突变体，基因工程导入抗逆基因，结合植物组织培养快速繁殖，筛选出抗逆性强的优良品种 诱变育种需筛选优良突变体，基因导入后需验证抗逆性状稳定性，避免基因污染 生态环境治理 基因工程 + 微生物工程 + 细胞工程 通过基因工程改造微生物，赋予其降解污染物的能力，利用微生物工程大规模培养工程菌，结合细胞固定化技术，提升污染治理效率 防止工程菌泄露破坏生态平衡，需优化工程菌的存活能力，避免污染物降解产生有毒副产物 自查 探针 能力 进阶 核心 串讲 03 串·核心通络 核心整合二  基因工程的基本操作程序和应用 3．（2025·山东青岛·二模）微生物底盘细胞是指经过基因工程改造、用于高效表达目标蛋白的宿主细胞系统。利用合成生物学相关技术对底盘细胞进行遗传及代谢途径改造，可以构建出较为理想的细胞工厂，具体流程见图。研究者已用毕赤酵母作为底盘细胞来生产次生代谢产物萜类物质。下列说法错误的是（　　） A．毕赤酵母生产的萜类物质是酵母生长所必需的物质 B．某基因失活后菌株无法存活可以确定该基因是必需基因 C．去除野生菌株的非必需基因降低底盘细胞的复杂性，保证目的基因的高效表达 D．选择大肠杆菌做底盘细胞直接合成的胰岛素通常不具备生物活性 A     毕赤酵母生产的萜类物质是次生代谢物，不是酵母生长所必需的物质 part FOUR 破·题型攻坚 破解题型规律，攻克解题难关 04 04 破·题型攻坚 真题动向 命题预测 真题动向 命题预测 1．（2025·福建·高考真题）质粒P含有2个EcoRⅠ、1个SacⅠ和1个BamHⅠ的限制酶切割位点。已知BamHⅠ位点位于2个EcoRⅠ位点的正中间，用上述3种酶切割该质粒，酶切产物的凝胶电泳结果如图，其中泳道①条带是未酶切的质粒P，泳道②③④条带为3种单酶切产物，泳道⑤⑥⑦条带为双酶切产物。下列叙述正确的是（    ） A．DNA分子在该凝胶的迁移方向是从电源正极到 负极 B．可确认泳道②③条带分别是SacⅠ和EcoRⅠ的 单酶切产物 C．泳道⑤条带是SacⅠ和EcoRⅠ的双酶切产物 D．泳道①②说明未酶切质粒的碱基数小于酶切后质粒的碱基数 C   DNA分子带负电，在凝胶中会向电源正极迁移，所以其迁移方向是从电源负极到正极， 泳道②条带和泳道④条带位置一致，无法区分泳道②条带是SacI还是BamHI的单酶切产物 酶切只是将质粒的环状结构切开，变成线性等结构，碱基总数不会改变 2．（2025·江西·高考真题）为了获得抗白叶枯病的水稻品种，研究人员构建了含有抗病基因D的重组Ti质粒(如图)，通过农杆菌转化法将D基因导入水稻种子诱导的愈伤组织，最终获得抗病植株。下列叙述正确的是( ) A．水稻愈伤组织细胞中RNA聚合酶无法识别U6启动子 B．在含重组Ti质粒的农杆菌中U6启动子不能驱动卡那霉素抗性基因表达 C．农杆菌侵染愈伤组织后所用的筛选培养基中需加入卡那霉素 D．愈伤组织再分化获得的含有D基因的幼苗属于抗病植株 04 破·题型攻坚 真题动向 命题预测 真题动向 命题预测 B   D基因上游的U6启动子需被水稻愈伤组织细胞中RNA聚合酶识别 需加入潮霉素 还需要进行个体生物学水平的鉴定。不一定是抗病植株， 3．（2025·安徽·高考真题）质粒K中含有β-半乳糖苷酶基因，将该质粒导入大肠杆菌细胞后，其编码的酶可分解X-gal，产生蓝色物质，进而形成蓝色菌落，如图所示。科研小组以该质粒作为载体，采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是（    ） A．使用氯化钙处理大肠杆菌以提高转化效率，可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数 B．如果筛选平板中仅含卡那霉素，生长出的白色菌落不可判定为含目的基因的菌株 C．因质粒K中含两个标记基因，筛选平板中长出的白色菌落即为表达目标蛋白的菌株 D．若筛选平板中蓝色菌落偏多，原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌 04 破·题型攻坚 真题动向 命题预测 真题动向 命题预测 C   筛选平板中长出的白色菌落，可能是导入了重组质粒（含目的基因），但也可能是虽然导入了质粒但目的基因没有成功表达目标蛋白 04 破·题型攻坚 真题动向 命题预测 真题动向 命题预测 4．（2025·海南·高考真题）绵羊的羊毛长度与毛囊细胞的增殖有关，毛囊细胞中表达的基因Z可能是调控羊毛长度的关键基因。某团队利用基因工程技术，探究了基因Z对绵羊毛囊细胞X增殖的影响。回答下列问题。 (1)质粒甲保存有目的基因Z，如图。质粒乙有4种限制酶的酶切位点，识别序列见表。现需将质粒甲中的基因Z插入质粒乙中，构建重组质粒乙用于研究，须用的限制酶是________和_________。 (2)细胞X是一种贴壁细胞，可用_______（填“固体”或“液体”）培养基培养。在进行传代培养时，需使用胰蛋白酶并置于37℃环境中处理，理由是_______________。 EcoR Ⅰ Xho Ⅰ 限制酶 识别序列(5＇-3＇) EcoRⅠ GAATTC SalⅠ GTCGAC BglⅡ AGATCT XhoⅠ CTCGAG 液体 使贴壁细胞分散为单个细胞，37℃是胰蛋白酶的最适温度 04 破·题型攻坚 真题动向 命题预测 真题动向 命题预测 4．(3)将空质粒乙和重组质粒乙分别导入细胞X，导 入后测定不同时间的细胞数量，结果如图。根据实 验结果说明基因Z的表达对细胞增殖有_____作用， 且随导入时间推移，增殖速率_____。 (4)siRNA是一种短的双链RNA，能引导内切核酸酶 切割靶基因的mRNA。 ①人工合成靶向基因Z的siRNA，将其导入细胞X作为实验组，同时设置对照组，将_____________________导入细胞X。一段时间后，发现实验组细胞数量少于对照组。该实验的目的是探究基因Z的___________对细胞X增殖的影响。 ②为检测靶向基因Z的siRNA导入细胞X后能否发挥作用，简要写出在分子水平上检测的2种实验思路是：_____。 促进 增加 无靶向的siRNA 表达减少 a、提取实验组和对照组的mRNA，使用PCR技术进行扩增，对比检测Z基因的mRNA的含量，若实验组含量减少，则说明siRNA起作用； b、提取实验组和对照组的蛋白质，使用抗原-抗体杂交技术，对比检测Z基因表达蛋白质的含量，若实验组含量减少，则说明siRNA起作用） 04 破·题型攻坚 真题动向 命题预测 1．（2025·四川·一模）大量研究表明，蛋白激酶 SOS2 响应盐胁迫应答，该酶由 SOS2 基因编码。为研究其机制，研究者将质粒 pART27 与 SOS2 基因结合后形成重组质粒。在构建过程中，研究者分别使用“单酶切”和“双酶切”切割质粒与含 SOS2 基因的 DNA 片段（如图），酶切产物用 DNA 连接酶连接。在只考虑产物两两结合的情况下，下列叙述错误的是（    ） A．“单酶切”组的产物中含有 SOS2 基因与 SOS2 基因的连接物 B．SOS2 基因与 pART27 的正向连接物只能来自“双酶切”组 C．pART27 与 pART27 的连接物是“单酶切”组的最大产物 D．“单酶切”组连接物的种类较“双酶切”组的连接物多 B   考向1 基因工程的基本工具 不管是“单酶切法”还是“双酶切法”，均可使SOS2基因与质粒正向（正确）连接 2．（2025·四川泸州·二模）虾青素是雨生红球藻产物，具有抗氧化和提高免疫力等特点，但并非其基本生命活动必需的产物。某科研团队从雨生红球藻中克隆虾青素合成关键酶基因（crtZ），通过基因工程改造酿酒酵母构建工程菌株，并结合发酵工艺优化实现虾青素产业化生产。请回答下列问题: (1)图中质粒还缺少的必备元件是__________。为使基因 crtZ 片段能正确连接到图中质粒，应选用限制酶__________________________来处理质粒。 (2)将重组质粒导入大肠杆菌后，需在含氨苄青霉素的培养基上筛选，目的是__________________________________；再从阳性大肠杆菌中提取重组质粒，导入URA3基因缺失的酿酒酵母，应在________________的培养基上筛选工程酵母。 04 破·题型攻坚 真题动向 命题预测 考向2 基因工程的基本操作程序 复制原点 BamHI和 EcoRI 排除未导入质粒的大肠杆菌 不含尿嘧啶 2．（2025·四川泸州·二模）虾青素是雨生红球藻产物，具有抗氧化和提高免疫力等特点，但并非其基本生命活动必需的产物。某科研团队从雨生红球藻中克隆虾青素合成关键酶基因（crtZ），通过基因工程改造酿酒酵母构建工程菌株，并结合发酵工艺优化实现虾青素产业化生产。请回答下列问题: (3)虾青素的部分代谢途径如下图所示，通过基因编辑技术将crtZ基因定向整合到酿酒酵母染色体上的ERG3基因中，该方法可避免因________________________（生理过程）导致的目的基因丢失，提高遗传稳定性；同时能进一步提高虾青素产量，原因是______。 04 破·题型攻坚 真题动向 命题预测 考向2 基因工程的基本操作程序 有丝分裂（细胞增殖） ERG3基因被破坏，使更多前体物质用于虾青素合成途径 04 破·题型攻坚 真题动向 命题预测 3．（2025·四川泸州·一模）研究人员利用花粉管通道法将苏云金芽孢杆菌的抗虫基因Cry导入某玉米品系，通过室内和田间试验证实其对玉米螟具有较高的抗虫性，下列叙述不合理的是（　　） A．花粉管通道法无需使用载体就能直接将Cry基因导入受体细胞 B．从室内鉴定抗虫到田间调查抗虫性的做法，符合风险防控的要求 C．为防止转基因玉米Cry基因传播到野生近缘种，需将其隔离种植 D．长期大面积单一种植抗虫玉米，玉米螟种群中抗性基因频率会上升 A   花粉管通道法在导入Cry基因前，需先将该基因克隆到载体中进行扩增和操作，再提取重组DNA直接导入受体细胞，因此需要载体 考向3基因工程的应用 4．（2025·浙江·一模）科学家利用蛋白质工程研制出了赖脯胰岛素，与天然胰岛素相比，赖脯胰岛素经皮下注射后易吸收、起效快。下列相关叙述错误的是（　　） A．赖脯胰岛素在受体工程菌的核糖体上合成 B．通过蛋白质工程获取赖脯胰岛素的过程是④⑤⑥①②③ C．必须先合成天然胰岛素基因，再定点突变获得赖脯胰岛素基因 D．物质a是mRNA，物质b是多肽链，二者序列对应关系由密码子决定 04 破·题型攻坚 真题动向 命题预测 C   考向4 蛋白质工程 利用蛋白质工程获得新蛋白基因，也可直接合成带有突变位点的DNA序列 part FIVE 拓·素养提升 关联特色情境，提升学科素养 05 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 1. 人工智能辅助基因编辑工具的精准设计突破 基因编辑技术的迭代升级始终是基因工程的核心热点，而人工智能与CRISPR-Cas系统的结合实现了突破性进展。2025年7月，《自然》杂志发表研究成果，科研团队通过大规模挖掘26太碱基的组装基因组和宏基因组，构建了包含100多万个CRISPR操纵子的数据集，利用大型语言模型训练设计出可编程基因编辑器，成功实现人类基因组的精准编辑。这类人工智能设计的编辑器，部分活性和特异性优于传统的SpCas9，且与天然序列差异达400个突变位点，其中Open CRISPR-1编辑器还可兼容碱基编辑，为基因编辑工具的定制化开发提供了全新路径，也打破了天然CRISPR系统的进化限制。 2. 个性化基因编辑治疗的临床里程碑突破 2024-2025年，基因治疗从罕见病向常见病跨越，个性化基因编辑治疗实现历史性突破。2025年5月，美国费城儿童医院与宾夕法尼亚大学医学团队，成功为一名6个月大的CPS1基因突变婴儿实施全球首例个性化CRISPR碱基编辑治疗，通过脂质纳米颗粒将定制编辑工具递送至肝脏，纠正缺陷酶，治疗后患者无严重副作用，蛋白质饮食耐受性显著增强，氮清除药物需求减少。此外，2024年底至2025年，多项针对性基因编辑疗法取得临床突破，包括治疗镰状细胞病的BEAM-101、治疗输血依赖性β地中海贫血的CS-101，均展现出优异的治疗效果，推动基因治疗从实验室走向规模化临床应用。 一、情境拓展·科技前沿（2024-2025热点聚焦） 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 3. 新型基因编辑策略与递送系统的创新升级 2024-2025年间，基因编辑策略和递送技术的创新的突破，解决了传统技术的核心瓶颈。2025年11月，Broad研究所提出PERT新型基因编辑策略，利用先导编辑技术将人体内冗余的天然tRNA改造成抑制性tRNA，有望用单一治疗方案纠正多种无义突变引发的遗传病。同时，递送系统持续优化，优化后的脂质纳米颗粒配方可显著提高核糖核蛋白（RNPs）的递送效率，细胞穿透肽的应用进一步增强了递送效果，而“AAVLINK”策略则实现了超过11kb长致病基因的分段递送与精准重组，为肌肉疾病、癫痫等疾病的治疗提供了新方案。 4. 基因编辑与CAR-T细胞治疗的融合革新 作为基因工程与细胞治疗的交叉热点，CAR-T细胞治疗在2024-2025年借助基因编辑技术实现效能升级。传统CAR-T治疗存在T细胞耗竭、持久性不足、细胞因子毒性等问题，而CRISPR-Cas9、碱基编辑等技术的应用，可精准优化CAR-T细胞的基因序列，增强其肿瘤杀伤能力、降低毒性并延长体内存活时间。此外，基因编辑技术还助力解决CAR-T治疗的制造难题，推动自体CAR-T向通用型CAR-T发展，降低治疗成本，同时拓展其在实体肿瘤治疗中的应用，为癌症免疫治疗提供了更高效、更安全的新路径。 一、情境拓展·科技前沿（2024-2025热点聚焦） 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 5. 基因治疗监管批准与产业化进程加速 2024-2025年，全球基因治疗领域监管批准迎来爆发期，标志着技术进入成熟商业化阶段。2025年11月，美国FDA批准诺华Itvisma基因替代疗法，用于治疗2岁及以上SMN1基因突变的脊髓性肌萎缩症患者，成为首个覆盖该广泛患者群体的疗法；同年12月，FDA批准针对Wiskott-Aldrich综合征的Waskyra基因疗法，填补了该疾病的治疗空白。中国在基因治疗领域同样表现突出，2024年有23家公司的基因疗法获得IND批准，复旦大学团队实现全球首个耳聋基因治疗临床试验成功，正序生物完成全球首个APOC3基因编辑治疗高血脂的临床案例，推动我国基因治疗产业跻身世界前沿。 一、情境拓展·科技前沿（2024-2025热点聚焦） 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 1．（结合教材）分析并回答下列问题： (1)基因工程中，构建基因表达载体时，将目的基因插入Ti质粒的T-DNA区域的原因是? (2)PCR技术扩增目的基因时，需要加入引物的原因是? (3)基因工程中，目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，而导入动物细胞常用显微注射法，原因是? 二、新情境探究、结合教材分析以及长句作答 Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体DNA上，从而使目的基因稳定存在并表达 DNA聚合酶不能从头合成DNA链，只能从引物的3'端开始延伸DNA链，引物可与模板DNA结合，为DNA聚合酶提供延伸起点 农杆菌易感染植物细胞，可通过其Ti质粒的T-DNA将目的基因转移到植物细胞中；动物细胞结构复杂，显微注射法可精准将目的基因导入动物细胞的细胞核中，提高导入效率。 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 2．（长句作答类）基因编辑技术（CRISPR/Cas9）可精准编辑生物体内的特定基因，其核心组件包括Cas9核酸酶和向导RNA（gRNA），gRNA可特异性结合靶基因序列，引导Cas9切割靶基因，进而实现基因的敲除、插入等修饰。回答下列问题： (1)Cas9核酸酶的作用是切割靶基因的特定脱氧核苷酸序列（切割磷酸二酯键），判断的依据是? (2)gRNA能特异性结合靶基因的原因是___________________________________________，这一过程遵循_____________________________________。 二、新情境探究、结合教材分析以及长句作答 CRISPR/Cas9技术可精准编辑特定基因，gRNA特异性结合靶基因后，Cas9可对靶基因进行切割，从而实现基因修饰 gRNA的核苷酸序列与靶基因的特定序列互补配对 碱基互补配对原则（A与U配对、G与C配对） 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 3、（长句作答）分析并回答下列问题： (1)基因工程中，目的基因成功导入受体细胞后，还需要进行目的基因的检测与鉴定，其中检测目的基因是否转录出mRNA的方法是? (2)基因表达载体中，启动子的作用是? (3)将目的基因导入微生物细胞时，常用Ca²⁺处理微生物细胞，使细胞处于感受态，其目的是? 若目的基因导入后未表达，可能的原因是? 二、新情境探究、结合教材分析以及长句作答 分子杂交技术，用标记的目的基因作探针，与受体细胞的mRNA进行杂交，若出现杂交带，则说明目的基因已转录出mRNA RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动目的基因转录出mRNA 使微生物细胞膜的通透性改变，便于目的基因进入细胞 启动子序列异常，导致RNA聚合酶无法结合，或目的基因插入位置不当，或受体细胞内缺少目的基因表达所需的酶、原料等。 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 4．（新情境）科学家利用基因工程技术培育抗虫转基因棉花，其核心过程是将Bt毒蛋白基因（可控制合成Bt毒蛋白，对棉铃虫等害虫有毒性）导入棉花细胞，培育出抗虫棉品系。研究人员对转基因棉花和普通棉花的抗虫性进行检测，结果如下表所示（虫食率越低，抗虫性越强）： 回答下列问题： (1)构建含Bt毒蛋白基因的基因表达载体时，除了目的基因和Ti质粒外，还需要加入的组件有 。 二、新情境探究、结合教材分析以及长句作答 启动子、终止子、标记基因 棉花品系 虫食率（%） Bt毒蛋白含量（μg/g） 普通棉花 38.6 0 转基因棉花品系A 4.2 12.7 转基因棉花品系B 8.9 7.3 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 (2)转基因棉花品系A的抗虫性强于品系B的原因是 ? (3)若要进一步提高转基因棉花的抗虫性，可采取的措施有?（答出两点） 二、新情境探究、结合教材分析以及长句作答 品系A的Bt毒蛋白含量高于品系B，Bt毒蛋白对棉铃虫有毒性，含量越高，对害虫的抑制作用越强，虫食率越低，抗虫性越强。。 优化基因表达载体，提高Bt毒蛋白基因的表达水平； 导入多种抗虫基因，增强抗虫范围和效果。 1．（2025·陕西西安·一模）科研人员将增强型启动子连接在水稻高产基因(Os)基因上游，构建超表达载体，并将其导入水稻中，研究该基因表达对产量的影响。下图为利用农杆菌转化法获得Os基因超表达水稻的过程。 (1)农杆菌转化愈伤组织时，用含________的选择培养基筛选，通过组织培养技术获得Os基因过表达水稻。过程Ⅰ用的酶为_____________________，该过程需要的原料为___________________。 (2)利用双酶切法将Os基因插入质粒，若在基因上游加入SpeI的酶切位点，下游应加入___________的酶切位点。扩增该基因所需的引物F和R应选用下列引物组合为___________。 ①5′-…CTTGGATGAT-3′    ②5′-…TAAGTTGTCT-3′ ③5′-…ATTCAACAGA-3′   ④5′-…TCTGTTGAAT-3′ 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 潮霉素 逆转录酶(或反转录酶) 四种脱氧核苷酸 EcoRI ①④ 1．(3)科研人员将Os基因过表达水稻(①组)、OS基因敲除水稻(②组)以及野生型(③组)三组水稻进行一系列实验，定期测量相关数据，记录于下表： 为研究Os基因对N吸收、运输和利用率的影响，将三组幼苗进行低氮培养。实验前三组幼苗均需进行氮饥饿处理，其目的是______________________________________________________________。据表中数据，Os基因表达量与植株N的吸收、运输呈___________(填“正”或“负”)相关，这些N为水稻的暗反应所需__________________________________(至少填三种物质)的合成提供原料。 组别 N吸收、运输和利用率 光合速率 产量 ① +++ +++ ++++++ ② + + + ③ ++ ++ +++ 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 为了消耗水稻自身的氮元素，排除对实验结果的干扰 正 NADPH、ATP、酶(合理即可) 注：“+”的数目代表程度或数量变化。 2．（2025·江苏南京·二模）中国“干扰素之父”侯云德院士于1982年成功研发我国第一个基因工程创新药物——干扰素。干扰素是一种白细胞产生的具有抗病毒能力的分泌蛋白。研究人员从感染病毒的鸡白细胞提取全基因组mRNA，利用PCR技术获取鸡干扰素基因，图1表示鸡干扰素蛋白有关的基因片段，序号①~④表示引物。然后将获取的目的基因连接在大肠杆菌的pET32a质粒（5900bp，注：bp表示碱基对）上，图2表示pET32a质粒及其上部分限制酶切割位点。最后将重组质粒导入大肠杆菌后获得成熟干扰素。 (1)利用鸡白细胞总mRNA获得干扰素蛋白基因， 需要在_________酶的作用下先合cDNA。选择 cDNA而不是提取DNA后进行PCR获取干扰素 蛋白基因的原因是 _________。图1表示成熟干扰素蛋白 序列及其前端的信号肽序列，信号肽是分泌 蛋白合成过程中开始合成的一段肽链，其在 干扰素合成中的作用是________。 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 逆转录 受体细胞大肠杆菌无法对转录产生的mRNA进行加工（大肠杆菌无法切除内含子的转录序列） 引导游离的核糖体转移到内质网上继续肽链的合成 2．(2)为了获取不含信号肽序列的干扰素基因，在进行PCR扩增时需要用到的一对引物是_______，为了将目的基因准确连接到pET32a质粒上需要在目的基因的两端添加___________________限制酶的序列。PCR扩增过程除了引物，还需要的条件有 _____________________________________________________________________________（答出2点）。 (3)为了检测目的基因是否插入pET32a质粒，利用目的基因两端添加的限制酶切割质粒，然后对产物进行电泳，结果如图3，样品________最 可能是插入了目的基因的重组质粒，判断的理由 是______。 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 ②④ EcoRI、XhoI 模板；4种游离的脱氧核苷酸（dNTP）；耐高温的DNA聚合酶；含Mg2+缓冲液 2 EcoRⅠ、XhoⅠ可以把重组质粒切成约500bp和5800bp的两个片段 2．(4)将重组pET32a质粒导入大肠杆菌的方法为____________________，检测大肠杆菌是否能成功表达干扰素蛋白的方法为____________________。天然的干扰素在体外保存相当困难，为了生产出耐储存干扰素，科学家可通过蛋白质工程对干扰素进行改造，具体流程是：从预期的蛋白质功能出发→______________________________→________________________→找到并改变对应的脱氧核苷酸序列或合成新的基因→使用工程菌获得耐储存的干扰素。 05 拓·素养提升 素养链接 高考预测 用Ca2+处理 抗原-抗体杂交 设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 chemistry 感谢 THANK YOU 生物 高考复习 观看 $